(57)【要約】【課題】差動増幅回路などの半導体集積回路において、相対ばらつきによる２系統出力の誤差を低減する。【解決手段】前記差動増幅回路などの差動トランジスタ対で構成される半導体集積回路において、少なくとも１つの導電型領域を有し、前記導電型領域をコレクタ領域として共有する複数のバイポーラトランジスタを有し、前記複数のバイポーラトランジスタは各々のベース電極端子を互いに共有し、前記複数のバイポーラトランジスタは各々のエミッタ電極端子を互いに共有し、前記複数のバイポーラトランジスタは各々のコレクタ電極端子をそれぞれ独立して有しているレイアウト。【選択図】図１
2006101108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上で少なくとも１つの導電型領域を有し、
前記導電型領域をコレクタ領域として共有する複数のバイポーラトランジスタを有し、
前記複数のバイポーラトランジスタは各々のベース電極端子を互いに共有し、
前記複数のバイポーラトランジスタは各々のエミッタ電極端子を互いに共有し、
前記複数のバイポーラトランジスタは各々のコレクタ電極端子をそれぞれ独立して有していることを特徴とする相対ばらつき低減レイアウト。
【請求項２】
請求項１に記載の相対ばらつき低減レイアウトを含んだ差動増幅回路と、
高周波信号およびローカル周波数信号が入力され、ベースバンド信号を出力するミキサと、
前記ミキサからのベースバンド信号が入力されるベースバンドブロックを備えた直交復調受信回路。
【請求項３】
送信回路と、
アンテナと、
少なくとも３つの入出力を有するアンテナ共用器と、
前記アンテナと前記アンテナ共用器の１つの入出力を接続して、前記送信回路の出力を前記アンテナ共用器の第２の入出力に接続して、請求項２に記載の受信回路の入力を前記アンテナ共用器の第３の入出力に接続した構成を特徴とする携帯電話。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信受信回路とそれを用いた携帯電話に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話などの無線通信受信回路では、通信方式の一つとしてQPSK変調方式がある。QPSK変調方式の無線通信受信回路では、出力は２系統で構成され、In-Phase出力、およびQuadrature-Phase出力がある。In-Phase出力とQuadrature-Phase出力で電圧振幅誤差や位相誤差はＢＥＲの劣化の要因となるため、これらの誤差を低減するための方法が従来から提案されている。その方法の一つとして、図３、図４、図５を参照しながら、特許文献１に開示されている例がある。
【０００３】
図４は基板上に隣り合う第１の導電型領域５１および第２の導電型領域５２を有し、前記第１の導電型領域に第１のバイポーラトランジスタ５３を有し、前記第２の導電型領域に第２のバイポーラトランジスタ５４を有し、前記第１のバイポーラトランジスタ５３は、前記第１の導電型領域に形成されたコレクタ電極端子７５、ベース電極端子７７、エミッタ電極端子７９にそれぞれ接続され、前記第２のバイポーラトランジスタ５４は、前記第２の導電型領域に形成されたコレクタ電極端子７６、ベース電極端子７８、エミッタ電極端子８０にそれぞれ接続され、前記第１のバイポーラトランジスタ５３のコレクタ電極５５、５６、ベース電極５９、６０、６１、エミッタ電極６５、６６の長手方向および前記第２のバイポーラトランジスタ５４のコレクタ電極５７、５８、ベース電極６２、６３、６４、エミッタ電極６７、６８の長手方向が前記第１の導電型領域５１と前記第２の導電型領域５２との境界線に対して垂直であることを特徴とするバイポーラトランジスタのレイアウトである。
【０００４】
図５は差動増幅回路を示しており、IN１とIN２の差動入力端子および、OUT１とOUT２、OUT３とOUT４の差動出力端子がある。第１の導電型領域に形成された第１のバイポーラトランジスタ３００、第２の導電型領域に形成された第２のバイポーラトランジスタ３０１はそれぞれ、図４に示した前記第１のバイポーラトランジスタ５３と前記第２のバイポーラトランジスタ５４のレイアウトを採用しており、第３の領域に形成された第３のバイポーラトランジスタ３０２、第４の領域に形成された第４のバイポーラトランジスタ３０３はそれぞれ、図４に示した第１のバイポーラトランジスタ５３、第２のバイポーラトランジスタ５４のレイアウトを採用している。
【０００５】
図３は無線通信受信回路のブロック図を示しており、RFIN、RFINBは前記無線通信受信回路の差動入力端子、IOUT、IOUTBは前記無線通信受信回路のIn-Phase差動出力端子、QOUT、QOUTBは前記無線通信受信回路のQuadrature-Phase差動出力端子である。図３の差動増幅回路２０１は図５の差動増幅回路を採用しており、図５のOUT１、OUT２は図３におけるIn-Phase系のブロックに接続され、図５のOUT３、OUT４は図３におけるQuadrature-Phase系のブロックに接続されている。
【０００６】
半導体基板上でトランジスタを形成する場合に発生するトランジスタの相対ばらつきはトランジスタ間の距離が離れるほど大きくなる。図５の差動増幅回路のバイポーラトランジスタに図４に示すレイアウトを採用することにより、トランジスタ間でのコレクタ電極、ベース電極、エミッタ電極の距離を近くでき、トランジスタ間の相対ばらつきを低減することができる。この効果により、出力端子OUT１と出力端子OUT３間およびOUT２と出力端子OUT４間の出力電圧もしくは出力電流誤差を低減することができる。差動増幅回路の図３に示す無線通信受信回路において差動増幅回路２０１に図５の差動増幅回路を採用することで、In-Phase出力とQuadrature-Phase出力の電圧振幅誤差を低減することができる。
【特許文献１】特開２００２−２９０１７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図４に示すレイアウトを採用してトランジスタ間の距離を近くしても、半導体基板上でトランジスタを形成する場合に発生するトランジスタの相対ばらつきは発生するという課題がある。
【０００８】
本発明は図４に示すレイアウトよりもさらにトランジスタ間の距離を近くして、半導体基板上でトランジスタを形成する場合に発生するトランジスタの相対ばらつきをさらに低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、第１の発明は、半導体基板上で少なくとも１つの導電型領域を有し、前記導電型領域をコレクタ領域として共有する複数のバイポーラトランジスタを有し、前記複数のバイポーラトランジスタは各々のベース電極端子を互いに共有し、前記複数のバイポーラトランジスタは各々のエミッタ電極端子を互いに共有し、前記複数のバイポーラトランジスタは各々のコレクタ電極端子をそれぞれ独立して有しているレイアウトを特徴とする。
【００１０】
また、上記の目的を達成するため、第２の発明は、差動増幅回路と、少なくとも１つの高周波入力と少なくとも１つのローカル入力と少なくとも１つのベースバンド出力を有するミキサを少なくとも２つ有し、前記差動増幅回路の出力に前記少なくとも２つのミキサの入力を接続して、前記差動増幅回路の差動トランジスタ対に第１の発明のレイアウトを採用することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
半導体基板上でトランジスタを形成する場合に発生するトランジスタの相対ばらつきはトランジスタ間の距離が離れるほど大きくなる。１つの導電型領域に複数のバイポーラトランジスタを形成することで、１つの導電型領域に１つのバイポーラトランジスタを形成した場合より、トランジスタ間の距離を近くすることができ、トランジスタの相対ばらつきを低減することができる。
【００１２】
また、差動増幅回路と、少なくとも１つの高周波入力と少なくとも１つのローカル入力と少なくとも１つのベースバンド出力を有するミキサを少なくとも２つ有し、前記差動増幅回路の出力に前記少なくとも２つのミキサの入力を接続した無線通信受信回路において、前記差動増幅回路の差動トランジスタ対に前記１つの導電型領域に複数のバイポーラトランジスタを形成するレイアウトを採用し、前記差動トランジスタ対の相対ばらつきを低減することで、前記差動トランジスタの出力に接続されている前記少なくとも２つのミキサ入力間の２系統入力の誤差を低減することが可能となり、その結果として、少なくとも２つのミキサ出力間の２系統出力の誤差を低減することが可能となる。QPSK変調方式の無線通信受信回路では、２系統出力で構成され、In-Phase出力、およびQuadrature-Phase出力が、前記２つのミキサ出力間の２系統出力の誤差を低減することで、前記受信回路のIn-Phase出力とQuadrature-Phase出力での電圧振幅誤差を低減でき、ＢＥＲの劣化を抑圧することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
まず、図１、図２、図３を用いて本発明の第１の実施の形態を説明する。図１は本発明の第１の実施の形態を示すバイポーラトランジスタのレイアウトである。半導体基板上において、１は１つの導電型領域、２は前記導電型領域１に形成された第１のバイポーラトランジスタ、３は前記導電型領域１に形成された第２のバイポーラトランジスタ、４、５は前記導電型領域１に形成されたコレクタ電極、６、７、８は前記導電型領域１に形成されたベース電極、９、１０は前記導電型領域１に形成されたエミッタ電極、１１、１２、１３は第１層接続配線、１４は第２層接続配線、１５、１６はコレクタ電極端子、１７はベース電極端子、１８はエミッタ電極端子である。前記第１のバイポーラトランジスタ２は前記コレクタ電極４、前記ベース電極６、７、８、前記エミッタ電極９、１０を有し、前記コレクタ電極４は前記第１層接続配線１１で前記コレクタ電極端子１５に接続され、前記ベース電極６、７、８は第２層接続配線１４で前記ベース電極端子１７に接続され、前記エミッタ電極９、１０は前記第１層接続配線１３で前記エミッタ電極端子１８に接続されている。前記第２のバイポーラトランジスタ３は前記コレクタ電極５、前記ベース電極６、７、８、前記エミッタ電極９、１０を有し、前記コレクタ電極５は前記第１層接続配線１２で前記コレクタ電極端子１６に接続され、前記ベース電極６、７、８は第２層接続配線１４で前記ベース電極端子１７に接続され、前記エミッタ電極９、１０は前記第１層接続配線１３で前記エミッタ電極端子１８に接続されている。図２は本発明の第１の実施の形態を示す差動増幅回路である。図２において１００は第１のバイポーラトランジスタ、１０１は第２のバイポーラトランジスタ、１０２は第３のバイポーラトランジスタ、１０３は第４のバイポーラトランジスタ、１０４は抵抗、１０５は第１の導電型領域、１０６は第２の導電型領域、IN１とIN２は前記差動増幅回路の入力端子であり、OUT１、OUT２、OUT３、OUT４は前記差動増幅回路の出力端子である。前記第１の導電型領域１０５に形成された前記第１のバイポーラトランジスタ１００、前記第２のバイポーラトランジスタ１０１はそれぞれ、図１に示した前記第１のバイポーラトランジスタ２と前記第２のバイポーラトランジスタ３のレイアウトを採用しており、前記第２の導電型領域１０６に形成された第３のバイポーラトランジスタ１０２、第４のバイポーラトランジスタ１０３はそれぞれ、図１に示した第１のバイポーラトランジスタ２、第２のバイポーラトランジスタ３のレイアウトを採用している。図３は本発明の第１の実施の形態を示すダイレクトコンバージョン方式の無線通信受信回路である。
【００１５】
図３において２０１は差動増幅回路、２０２、２１２はミキサ、２０３、２１３はゲインコントロールアンプ、２０４、２１４はフィルター、２０５、２１５はローカル信号入力端子、RFIN、RFINBは前記無線通信受信回路の差動入力端子、IOUT、IOUTBは前記無線通信受信回路のIn-Phase差動出力端子、QOUT、QOUTBは前記無線通信受信回路のQuadrature-Phase差動出力端子である。また、前記ミキサ２０２、前記ゲインコントロールアンプ２０３、前記フィルター２０４、前記ローカル信号入力端子２０５はIn-Phase系のブロックであり、前記ミキサ２１２、前記ゲインコントロールアンプ２１３、前記フィルター２１４、前記ローカル信号入力端子２１５はQuadrature-Phase系のブロックである。前記差動増幅回路２０１は図２に示す差動増幅回路に相当し、図２に示す差動増幅回路の差動出力端子OUT１、OUT２が図３に示すIn-Phase系のミキサ２０２の差動入力端子に接続され、図２に示す差動増幅回路の差動出力端子OUT３、OUT４が図３に示すQuadrature-Phase系のミキサ２１２の差動入力端子に接続される。
【００１６】
図１に示すレイアウトを図２に示す差動増幅回路に適用することで、図２に示す第１のバイポーラトランジスタ１００と第２のバイポーラトランジスタ１０１間の相対ばらつきを低減することができ、その結果として出力端子OUT１と出力端子OUT３間の出力電圧もしくは出力電流誤差を低減することができる。同様に、図２に示す第３のバイポーラトランジスタ１０２と第４のバイポーラトランジスタ１０３間の相対ばらつきを低減することができ、その結果として出力端子OUT２と出力端子OUT４間の出力電圧もしくは出力電流誤差を低減することができる。図３に示すダイレクトコンバージョン方式の無線通信受信回路において、前記差動増幅回路２０１に図２に示す差動増幅回路を適用することで、出力端子OUT１に接続されたIn-Phase系の前記ミキサ２０２と出力端子OUT３に接続されたQuadrature-Phase系の前記ミキサ２１２の電圧信号の誤差が低減され、出力端子OUT２に接続されたIn-Phase系の前記ミキサ２０２と出力端子OUT４に接続されたQuadrature-Phase系の前記ミキサ２１２の電圧信号の誤差が低減され、前記無線通信受信回路のIn-Phase差動出力端子とQuadrature-Phase差動出力端子の誤差を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
１つの導電型領域に複数のバイポーラトランジスタを形成することで、１つの導電型領域に１つのバイポーラトランジスタを形成した場合より、トランジスタ間の距離を近くすることができ、トランジスタの相対ばらつきを低減することができ、携帯電話などの無線通信受信回路に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態を説明するバイポーラトランジスタのレイアウトを示す図
【図２】本発明の第１の実施の形態を説明する回路図
【図３】本発明の第１の実施の形態および従来の実施例を説明するブロック図
【図４】従来の技術を説明するバイポーラトランジスタのレイアウトを示す図
【図５】従来の技術を説明する回路図
【符号の説明】
【００１９】
１  導電型領域
２  第１のバイポーラトランジスタ
３  第２のバイポーラトランジスタ
４、５  コレクタ電極
６、７、８  ベース電極
９、１０  エミッタ電極
１１、１２、１３  第１層接続配線
１４  第２層接続配線
１５、１６  コレクタ電極端子
１７  ベース電極端子
１８  エミッタ電極端子
５１  第１の領域
５２  第２の領域
５３  第１のバイポーラトランジスタ
５４  第２のバイポーラトランジスタ
５５、５６、５７、５８  コレクタ電極
５９、６０、６１、６２、６３、６４  ベース電極
６５、６６、６７、６８  エミッタ電極
６９、７０、７１、７２  第１層接続配線
７３、７４  第２層接続配線
７５、７６  コレクタ電極端子
７７、７８  ベース電極端子
７９、８０  エミッタ電極端子
１００  第１のバイポーラトランジスタ
１０１  第２のバイポーラトランジスタ
１０２  第３のバイポーラトランジスタ
１０３  第４のバイポーラトランジスタ
１０４  抵抗
１０５  第１の領域
１０６  第２の領域
２０１  差動増幅回路
２０２、２１２  ミキサ
２０３、２１３  ゲインコントロールアンプ
２０４、２１４  フィルター
２０５、２１５  ローカル信号入力端子
３００  第１のバイポーラトランジスタ
３０１  第２のバイポーラトランジスタ
３０２  第３のバイポーラトランジスタ
３０３  第４のバイポーラトランジスタ
３０４  抵抗
【図１】
2006101108.tif 000003
【図２】
2006101108.tif 000004
【図３】
2006101108.tif 000005
【図４】
2006101108.tif 000006
【図５】
2006101108.tif 000007